Дифракционная модель лазерного спекл-интерферометра микросмещений объектов с рассеивающей поверхностью
Автор: Гризбил Богдан Анатольевич, Максимова Людмила Александровна, Рябухо Владимир Петрович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.44, 2020 года.
Бесплатный доступ
На основе дифракционных преобразований оптического волнового поля разработана математическая модель формирования спекл-модулированных интерференционных картин и сигналов на выходе спекл-интерферометра, позволяющая выявить их свойства и количественные параметры. Рассматривается спекл-интерферометр по схеме Майкельсона, где вместо зеркал в опорном и предметном плечах используются объекты с рассеивающими поверхностями. Обсуждаются результаты численного моделирования спекл-модулированных интерференционных картин с использованием дифракционных преобразований волновых полей в интерферометре. Рассматриваются смоделированные картины, получаемые на выходе интерферометра при фокусировке лазерных пучков на рассеивающие поверхности контролируемого и опорного объектов. Представлены экспериментальные результаты использования спекл-интерферометра с цифровым матричным фотодетектором для измерения температурных микросмещений объекта с рассеивающей поверхностью и количественное сравнение экспериментальных данных с результатами, получаемыми в численном эксперименте с помощью дифракционной модели спекл-интерферометра.
Интерференция, дифракция, спекл-интерферометрия, лазерный интерферометр, интерферометр майкельсона, интерференционная картина, спекл-модуляция, компьютерное моделирование, математическая модель
Короткий адрес: https://sciup.org/140250024
IDR: 140250024 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-702
Список литературы Дифракционная модель лазерного спекл-интерферометра микросмещений объектов с рассеивающей поверхностью
- Goodman, J.W. Speckle phenomena in optics: Theory and applications / J.W. Goodman. - Bellingham, Washington: SPIE, 2020. - 468 p.
- Джоунс, Р. Голографическая и спекл-интерферометрия / Р. Джоунс, К. Уайкс; пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 328 с.
- Гудмен, Дж. Статистическая оптика / Дж. Гудмен; пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 528 с.
- Аранчук, В.М. Отношение сигнал/шум в лазерном доплеровском спекл-интерферометре с опорным пучком / В.М. Аранчук // Оптический журнал. - 1994. - № 10. - С. 31-34.
- Ul'yanov, S.S. Speckle interferometry for biotissue vibration measurement / S.S. Ul'yanov, V.P. Ryabukho, V.V. Tuchin // Optical Engineering. - 1994. - Vol. 33, Issue 3. - P. 908-914. - DOI: 10.1117/12.157694
- Бадалян, Н.П. Лазерная дистанционная спекл-интерферометрия. Модель формирования спекл-структуры / Н.П. Бадалян, В.В. Кийко, В.И. Кислов, А.Б. Козлов // Квантовая электроника. - 2008. - Т. 38, Issue 5. - С. 477-481.
- Горбатенко, Б.Б. Оптические схемы и статистические характеристики сигнала спекл-интерферометров перемещений / Б.Б. Горбатенко, Д.В. Лякин, О.А. Перепелицына, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. - 2009. - Т. 33, № 3. - С. 268-280.
- Ryabukho, V.P. Interference of laser speckle fields / V.P. Ryabukho, I.S. Klimenko, L.I. Golubentseva // Proceedings of SPIE. - 1994. - Vol. 2340. - P. 513-522. -
- DOI: 10.1117/12.195955
- Meijer, F. Determination of the phase in the center of a circular two-beam interference pattern to determine the displacement of a rough surface / F. Meijer, D. Kucharski, E. Stachowska // Optical Engineering. - 2018. - Vol. 57, Issue 10. - 104101 (8 p.). -
- DOI: 10.1117/1.OE.57.10.104101
- Georges, M.P. Digital holographic interferometry and speckle interferometry applied on objects with heterogeneous reflecting properties / M.P. Georges, C. Thizy, F. Languy, Y. Zhao, J.-F. Vandenrijt // Applied Optics. - 2019. - Vol. 58, Issue 34. - P. G318-G325. -
- DOI: 10.1364/AO.58.00G318
- Etchepareborda, P. Comparative analysis of nanometric inspection methods in fringeless speckle pattern interferometry / P. Etchepareborda, A.L. Vadnjal, A. Bianchetti, F.E. Veiras, A. Federico, G.H. Kaufmann // Applied Optics. - 2017. - Vol. 56, Issue 3. - P. 365-374. -
- DOI: 10.1364/AO.56.000365
- Tendela, L.P. A novel approach for measuring nanometric displacements by correlating speckle interferograms / L.P. Tendela, G.E. Galizzi // Optics and Lasers in Engineering. - 2018. - Vol. 110. - P. 149-154. -
- DOI: 10.1016/j.optlaseng.2018.05.023
- Born, M. Principles of optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light / M. Born, E. Wolf. - 7th ed. - Cambridge: Cambridge University Press, 2002. - 994 p.
- Goodman, J.W. Introduction to Fourier optics / J.W. Goodman. - 3rd ed. - Roberts & Company Publishers, 2005. - 528 p.
- Айфичер, Э. Цифровая обработка сигналов: практический подход. / Э. Айфичер, Б. Джервис; пер. с англ. - 2-e изд. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2004. - 992 с.
- Быков, В.П. Лазерные резонаторы / В.П. Быков, О.О. Силичев. - М.: Физматлит, 2004. - 320 с.
- Levy, U. Mathematics of vectorial Gaussian beams. / U. Levy, Y. Silberberg, N. Davidson // Advances in Optics and Photonics. - 2019. - Vol. 11, Issue 4. - P. 828-890. -
- DOI: 10.1364/AOP.11.000828
- Журавлев, С.Д. Применение лазерной интерферометрии для измерения тепловых уходов междуэлектродных зазоров в КСУ мощной импульсной ЛБВ и их влияние на макропараметры электронного пучка / С.Д. Журавлев, Р.Ю. Богачев, В.И. Роговин, А.И. Петросян, В.И. Шестеркин, Б.А. Гризбил, В.П. Рябухо, А.А. Захаров // Электронная техника. Серия 1: СВЧ-техника. - 2018. - № 4(539). - С. 45-51.
- Островский, Ю.И. Голографическая интерферометрия / Ю.И. Островский, М.М. Бутусов, Г.В. Островская. - М.: Наука, 1977. - 336 с.
- Hsieh, H.-L. Heterodyne speckle interferometry for measurement of two-dimensional displacement / H.-L. Hsieh, P.-C. Kuo // Optics Express. - 2020. - Vol. 28, Issue 1. - P. 724-736. -
- DOI: 10.1364/OE.382494
